JPS63280920A - 横軸回転機の軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、横軸回転機の軸受装置の改良に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、横軸電動機用軸受の給油方式は、一般に、軸受内
部にオイルリングを設置し油槽から潤滑油を揚油し軸受
部に給油する方式、あるいは外部にポンプを備えた潤滑
装置による強制循環方式等が採用されている。しかし、
オイルリング方式は高速域における追従性が悪いので給
油量が少ないため高速機には適用不可能である。一方、
強制循環方式では、給油量は十分であるがポンプ、油タ
ンク、配管などの装置自体の複雑な設備を必要とし設備
費が高価となり、また、ポンプ及び電気系統等において
生じるトラブルのため、保守、管理が容易でない。この
ため、機器のメインテナンスフリー及び経済性の観点か
ら好ましくないと云う問題点があった。このための対策
として、従来、特開昭５５−６５７２１号、特開昭５９
−８３８９３号、実開昭５９−１３７３９４号公報等が
提案されている。

そして、特開昭５５−６５７２１号公報は、ポンプホイ
ールを回転主軸に取り付け、このポンプホイールの外周
にポンプ室を形成する溝と吸入口と吐出口とを有するパ
ッドを密着させたポンフ構造とし。

かつ、ポンプ部を潤滑油の内部に設置すると共にポンプ
の吐出口を軸受面に連通して給油する自給油式構造とな
っている。この方式は、ポンプ部が常に油中にあるため
潤滑油の供給は安定しているが、ポンプホイール部が油
中にあることと、ジャーナル部に比し大径寸法に形成さ
れていることとによって、回転速度の増加に伴い攪拌摩
擦作用による攪拌損失が急激に増大すると云う問題点を
有している。

また、特開昭５９−８３８９３号公報においては、予め
オイルディスクによって潤滑油を上部油溜室に集油して
軸受に給油し軸受的間隙部を満たすようにしている。即
ち、給油管よりポンピング作用による潤滑油を軸受に給
油する構造となっている方式である。しかし、この方式
は、上半軸受側の隙間を下半軸受側に比し大きく設定さ
れるため、軸受の両端面より空気を吸い込み確実なポン
ピング作用ができない。

実開昭５９−１３７４９４号公報は、下部に潤滑油を内
蔵する軸受箱に回転軸を支持し、かつ、軸受自体に吸入
手段を具備し、また、起動初期時にオイルディスクで潤
滑油を汲み上げて軸受部に供給するようになっている。

そして、この構造において、軸受箱の上部に一体的に形
成される上部油槽を設けこの上部油槽の底部と軸受部と
を吐出口で連通し、上部油槽からオーバフローした油を
下部油槽に排油させる排油孔を設けて循環油路を形成゛
している。これは運転初期時にオイルディスクにより軸
受部に給油し、軸受自体にポンピング作用させると同時
に上部油槽に油を汲み上げることによって、下部油槽の
油面を下げ、オイルディスクを空転させ攪拌損失をなく
し油温の上昇を防止することと、上部油槽に滞溜してい
る間に気泡を分離し分離油のみを下部油槽に環流させる
方式となっている。しかし、これも上記特開昭５９−８
３８９３号と同様に軸受自体に上部タンクに油を汲み上
げることは不可能と考えられる。

そして、上記各公報に記載されたものは、上記それぞれ
に記載のような問題点を有すると共に、軸受潤滑の際及
びポンプ作用による汲み上げの際の温度上昇により油温
が高くなり、この油温は軸受箱下半部のみによって大気
中に対する放熱が行なわれ冷却されていた。従って、軸
受の温度を上昇させ軸受荷重容量を減少させると云う問
題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の技術においては、冷却し低温化された潤滑油
を軸受部に供給し潤滑することについての配慮がなされ
ておらず、潤滑油の温度が高く上下半部の温度差が大き
いと云う問題があった。

本発明は上記の状況に鑑みなされたものであり。

低速域から高速域まで低温化された潤滑油を軸受に給油
でき信頼性を向上できる横軸回転機の軸受装置を提供す
ることを目的としたものである。

（問題点を解決するための手段〕 上記目的は、横軸回転機の回転主軸を支承する軸受を内
蔵し該軸受下部が浸漬されるように潤滑油が収蔵され上
半部、下半部に分割されている軸受箱と、上記回転主軸
に固定されたオイルディスり外周を所定の間隙を介在し
内周面に遊嵌し該遊嵌面にポンプ室を下端から上端まで
周方向にほぼ半周にわたり開口し上端に吐出口を有し下
端に上記下半部の上記潤滑油面以下に開口する吸込管が
形成され上記軸受箱内に保持されるポンプケースを備え
た粘性ポンプとを設けたものにおいて、上記軸受箱上半
部内に配設され内部に収蔵される上記潤滑油の熱を大気
中に対し放熱可能に形成されている中継タンクと、上記
ポンプ室上端から吐出される上記潤滑油を該中継タンク
内に上端開口から吐出する吐出管及び該中継タンク内に
おける上部開口が上記吐出管の上記上端開口より低位置
に形成されて上記潤滑油を上記軸受上端の導入口に供給
するように形成されている低位オイルダムとを設けた横
軸回転機の軸受装置により達成される。

〔作用〕

後述の実施例の説明中にも記載されているように、回転
主軸１の回転と共に回転主軸１に固定されたオイルディ
スク７の回転によりポンプケース８のポンプ室９内に対
し吸入管１２を経て吸い込まれる給油室２１の潤滑油５
を、潤滑油５の粘性を利用して内径ランド２４へ押し上
げる。内径ランド２４へ押し上げられた潤滑油５はポン
プ室９がここで行き止まりのため急に圧力が上昇し、吐
出口１３．高位オイルダム１７ａ内の吐出管１４を経て
中継タンク１５内に噴出し中継タンク１５内の低温油て
混合され油温が低下される。即ち、中継タンク１５内の
プール油１９は軸受箱４の上半部の外側（大気側）から
大気中へ放熱されているのでプール油１９は常に冷却を
継続され油温は低下している。中継タンク１５内のプー
ル油１９は、高位オイルダム１７ａの開口より低く形成
された低位オイルダＡ　１７　ｂの開口を経て導入管１
８、導入口１６を通り軸受２の回転上ＩＩＱＩ＋　１の
嵌合面へ給油されて潤滑する。従って、潤滑油５は軸受
室２２．給油室２１．ポンプケース８．中継タンク１５
．軸受２の循環路を循環し、中継タンク１５で冷却し給
油される。

〔実施例〕

以下本発明の横軸回転機の軸受装置を実施例を用い第１
図ないし第３図により説明する。第１図は縦断面図、第
２図は第１図の軸受装置のポンプケースの半割部の外周
壁を除去した状態の斜視図。

第３図は第１図のほぼ上半部の詳細図である。図におい
て、１は例えば横軸誘導電動機に用いられている回転主
軸、２は軸受、３は軸受フレーム、４は軸受箱、５は潤
滑油、６はラビリン型シール、７はオイルディスク、８
はポンプケース、９はポンプ室、１０は油溝、１１は吸
込口、１２は吸入管、１３は吐出口、１４は吐出管であ
る。また、１５は中継タンク、１６は導入口、１７ａは
高位オイルダム、１７ｂは低位オイルダム、１８は導入
管、１９は中継タンク１５内のプール油、２０はバッフ
ル板、２１は給油室、２２は軸受室、２３は流通口、２
４は内径ランド、２６はヒートシンク、２７はストッパ
ーピンである。

そして、回転主軸１は、上下に分割される軸受箱４内で
軸受フレーム３に支持される分割型の滑り軸受２によっ
て回動自在に支持されており、軸受箱４内には軸受２の
下部がしたたる程度に潤滑油５が内蔵されている。軸受
′ｆＪ４の下部は軸受２下部を収蔵する軸受室２２と、
軸受室２２に対し下端に流通口２３を有するバッフル板
２０によって仕切られた給油室２１とが形成され、上部
には中継タンク１５が配設されている。中継タンク１５
は、軸受箱４の上半部の内壁の一部を共用し内部に貯え
られる潤滑油５が上半部を介し放熱可能に形成されてい
る。給油室２１には、オイルディスク７及びポンプケー
ス８からなる粘性給油ポンプが配設され、ジャーナル部
より大径のオイルディスク７が回転主軸１に固着され一
体回転するように形成され、オイルディスク７の外周に
は所定の隙間を設けてポンプケース８が装架されている
。ポンプケース８の中空の中心側外周面には第２図に示
すように中央部には下端から上端にかけて半円周部にポ
ンプ室９が、また、ポンプ室９の両側に油溝１０がそれ
ぞれ円周方向に下端から上端にかけて半円周に形成され
ている。油溝１ｏはポンプ室９の側方のオイルディスク
摺動面を油封して空気の侵入を阻止しポンプ作用を円滑
化させるだめのものである。

ポンプ室９及び油溝１ｏ下端には給油室２１内の潤滑油
５に連通ずる吸込口１１及び吸込管１２が設けられ、ポ
ンプ室９の上部には吐出口１３及び吐出管１４が設けら
れ、吐出管１４から吐出される潤滑油５は中継タンク１
５内に吐出されるように形成されて粘性ポンプが構成さ
れている。中継タンク１５内には、吐出口１３に対向す
る位置に高位オイルダム１７ａが、また、潤滑油５を軸
受２の上部に案内する軸受２の上端に設けられた導入口
１６に対向する位置に高位オイルダム１７ａより開口位
置が低い低位オイルダム１７ｂが設けられ、中継タンク
１５内においては低位オイルダム１７ｂの先端レベルに
潤滑油５の油面が維持されるようになっており、この油
面以下で中継タンク１５内に収容される潤滑油５は軸受
箱４の上半部を通じ冷却される。また、吐出口１３に接
続している吐出管１４は高位オイルダム１７ａの管内を
貫通し中継タンク１５内の上部内壁面に対向し突出され
吐出口位置にはフランジ１４ａが設けられ、フランジ１
４ａは高位オイルダム１７ａの外径以上の外径に形成さ
れている。低位オイルダム１７ｂ下部と導入口１６との
間には導入口１６の内径より外径が小さい導入管１８が
配設され、導入口１６及び導入管１８の組立を容易にし
て潤滑油５の循環系路を形成している。°尚、ポンプケ
ース８はオイルディスク７の回転によって摩擦トルクを
生じるが、ポンプケース８に固定された吐出管１４が高
位オイルダム１７ａ内を貫通していることによって廻り
止めされ、ポンプケース８とオイルディスク７との間の
摺動部には油膜が形成され揺動自在の状態に保持されて
いる。

上記の構造において１回転主軸１が回転起動されると、
その時点では第２図に示すように潤滑油５の油面ばレベ
ルａにあり、吸込管１２．吸込口１１内には潤滑油５が
充満されておりオイルディスク７が回転主軸ｌと一体回
転すると、粘度の高い潤滑油５もその粘性摩擦によって
回転駆動される。従って、吸込管１２及び吸込口１１を
経てポンプ室９内を第２図の矢印の回転方向に流動しポ
ンプ室９内の終端部と内径ランド２４の段付部によるせ
き止め効果によって昇圧した潤滑油５は吐出口１３及び
吐出管１４を経て中継タンク１５内に流出する。中継タ
ンク１５内で第３図に示すように吐出管１４に先端から
矢印のように勢いよく吐出し中継タンク１５上部内壁に
衝突した潤滑油５は内部で飛散しプール油１９の油面上
に落下する。この場合に、吐出管１４の先端に形成され
たフランジ１４ａの外径が高位オイルダム１７ａの外径
より大径に形成されているので、中継タンク１５の内壁
と衝突して飛散落下する潤滑油５は。

吐出管１４と高位オイルダム１７ａとの間の隙間を経て
下方の給油室２１に戻ることがない。従って、すべて中
継タンク１５内のプール油１９の液面上に落下し、冷た
いプール油１９とポンプ作用で熱せられた潤滑油５は混
合され均等に低温化されレベルｂを上昇させるようとす
る。プール油１９の油面の上限は高位オイルダム１７ａ
の先端位置で、それ以上は高位オイルダム１７ａからオ
ーバフローし給油室２１内に流下する。

また、中継タンク１５内で混合冷却されたプール油１９
は低位オイルダム１７ｂからオーバフローして導入管１
８．導入口１６を経て軸受２の内部へ給油され軸受部の
潤滑及び冷却作用を行なう。

そして、軸受隙間・部、導入口１６及び導入管１８内に
潤滑油５が充満し中継タンク１５との間に油路が形成さ
れると、軸受２の内径面と回転主軸１との間にもポンプ
作用を誘起し、中継タンク１５からのヘッド給油の他に
ポンピング効果による油量がプラスされることになり、
軸受部には必要油量が十分に供給されることになる。そ
して、軸受部に給油された潤滑油５は軸受２の両端面よ
り軸受室２２内に排出されるが、この排出油は潤滑作用
によって発熱し熱い油となっているため下部油槽の軸受
室２２の上部に停溜している。このため、軸受室２２か
ら給油室２１へ補給される潤滑油５は底部に近接しバッ
フル板２０に開口された流通口２３から供給されるので
低温油が送り込まれることになる。さらに、給油室２１
内においても、ポンプケース８の吸込管１２の吸込開口
端は給油室２１の底部に位置しているので、粘性油ポン
プには常に低温部の潤滑油５が吸い込まれるようになっ
ている。

一方、従来の横軸回転機の場合は、軸受箱２は。

軸受箱４が上下２分割の構造となりその下半部が油槽と
なり油槽には潤滑によって高温化した潤滑油５が貯溜さ
れる結果、軸受箱４も熱伝達によって逐次温度上昇する
。そして、軸受箱４の外表面は外気に接するので一種の
冷却体であり放熱効果を得られるが、潤滑油５の液面以
下に接する下半部に対し上半部は液面以下に接すること
がなく、下半部の隔壁からの熱伝導のみによって温度が
上昇することになる。しかも、上下半部の接合面におい
ては完全に金属接触させることは困難であり、この部分
に断熱効果による熱抵抗が発生し熱伝達量は急激に低下
することになる。従って、軸受箱４全体から見ると、上
半部は大気温と殆んど変らず放熱も行なわれず、下半部
からだけの放熱となり、このため、ポンプ部及び軸受負
荷面で発生する摩擦損失に起因する潤滑油５の温度上昇
分に起因する発生熱に対する十分な放熱特性が得られな
いことになる。しかしながら、本実施例においては、循
滑油５を、軸受箱４の下半部から粘性ポンプで汲み上げ
軸受２に給油する循環径路で、かつ、大気中に放熱可能
に上半部に形成された中継タンク１５に一時滞溜させな
がら循環させるように形成したので、中継タンク１５で
放熱される熱量分の潤滑油５の温度が低下する。即ち、
軸受箱４の冷却有効表面積が増加され放熱特性が大幅に
改善され軸受箱の上下半部の温度差も低減され上下温度
差による熱変形などによる弊害も解消される。

このように本実施例の軸受装置は、軸受に給油するため
にポンプにより汲み上げた潤滑油を直接給油しないで、
軸受箱の上半部に設は大気中への放熱が可能に形成され
ている中継タンク内に吐出した後保持されるようになっ
ており、中継タンクで常に冷却されているプール油と混
合し給油するようにしたので、潤滑油の温度が約１５℃
低下され軸受箱の上下半部の温度差を少なくできる。ま
た、低速域から高速域まで安定した信頼性が高い自給油
ができる。

第４図、第５図はそれぞれ他の実施例を示し、第４図に
おいては、軸受２の上部外周の導入口１６と導入管１８
との間の隙間に軟体性シール部材２５の○リングを装着
したことにより、空気の混入を防止し軸受部に発生する
ポンピング作用を助成するようにしたものである。また
、第５図においては、軸受２の上部背面に一般的なボー
ルシート２８が設けられて軸受２が回転主軸１に対し追
従できる構造に形成されている。そして、導入管１８と
一体に低位オイルダム１７ｂを形成し。

低位オイルダム１７ｂには中継タンク１５の底面に固定
できるようにフランジ１５ａを形成し取り付けたので、
ストッパーピン２７及び軟体性シール部材２５を取り付
けたと同様の利点がある。再実施例とも上記実施例と同
様の作用効果がある。

尚、潤滑油５の冷却効果をさらに向上させるには、軸受
箱４の外表面及び中継タンク１５の内壁部に、その接合
部の面積の約５倍以上の表面積を有するヒートシンク２
６（第１図参照）の放熱体を取り付けてもよい。

〔発明の効果〕

以上記述したように本発明の横軸回転機の軸受装置は、
低速域から高速域まで低温化された潤滑油を軸受に給油
でき信頼性を向上できる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の横軸回転機の軸受装置の実施例の縦断
面図、第２図は第１図の軸受装置のポンプケースの半割
部の外周壁を除去した状態の斜視図、第３図は第１図の
上半部の詳細図、第４図。 第５図はそれぞれ本発明の横軸回転機の軸受装置の他の
実施例の第１図のＡ部詳細図である。 １・・・回転主軸、２・・・軸受、４・・・軸受箱、５
・・・潤滑油、７・・・オイルディスク、８・・・ポン
プケース、９・・・ポンプ室、１２・・・吸入管、１３
・・・吐出口、１４・・・吐出管、１４ａ・・・フラン
ジ、１５・・・中継タンク、１６・・・導入口、１７ａ
・・・高位オイルダム、１７ｂ・・・低位オイルダム、
１８・・・導入管、２５・・・軟体性シール部材。 箒１の キ２区 夢３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横軸回転機の回転主軸を支承する軸受を内蔵し該軸
   受下部が浸漬されるように潤滑油が収蔵され上半部、下
   半部に分割されている軸受箱と、上記回転主軸に固定さ
   れたオイルディスク外周を所定の間隙を介在し内周面に
   遊嵌し該遊嵌面にポンプ室を下端から上端まで周方向に
   ほぼ半周にわたり開口し上端に吐出口を有し下端に上記
   下半部の上記潤滑油面以下に開口する吸込管が形成され
   上記軸受箱内に保持されるポンプケースを備えた粘性ポ
   ンプとを設けたものにおいて、上記軸受箱上半部内に配
   設され内部に収蔵される上記潤滑油の熱を大気中に対し
   放熱可能に形成されている中継タンクと、上記ポンプ室
   上端から吐出される上記潤滑油を該中継タンク内に上端
   開口から吐出する吐出管及び該中継タンク内における上
   部開口が上記吐出管の上記上端開口より低位置に形成さ
   れて上記潤滑油を上記軸受上端の導入口に供給するよう
   に形成されている低位オイルダムとを設けたことを特徴
   とする横軸回転機の軸受装置。 ２、上記吐出管が上記中継タンクの内底面に植立された
   管状の高位オイルダム内に遊嵌されており、該吐出管の
   上端開口が上記中継タンクの上部内壁面に対向し開口さ
   れると共に開口端外周に上記高位オイルダムの外周より
   大径に形成されたフランジが設けられている特許請求の
   範囲第１項記載の横軸回転機の軸受装置。 ３、上記低位オイルダムに連通し形成された導入管外周
   が該外周より大径の上記導入口に挿入され、該導入管外
   周と該導入口内周との間に軟体性シール部材が挿入され
   ている特許請求の範囲第１項記載の横軸回転機の軸受装
   置。